Типи розмноження рослин.
Безстатеве і статеве розмноження рослин
Розмноження рослин. Одна з обов'язкових властивостей живих організмів - відтворення потомства (розмноження). Розмноження пов'язано з подальшим розселенням рослин. За словами В. І. Вернадського, розмноження і розселення, тобто розтікання життя - найважливіший біологічний фактор нашої планети. При розмноженні збільшується чисельність особин даного виду. Термін «відтворення» відображає якісну сторону. Чисельність особин в результаті відтворення іноді може скорочуватися (діатомові водорості).
Розмноження як властивість живої матерії, тобто здатність однієї особини дати початок собі подібної, існувало і на ранніх етапах її розвитку. Еволюція життя йшла паралельно еволюції способів розмноження.
Форми розмноження рослин можна розділити на два види: безстатеве і статеве.
Власне безстатеве розмноження здійснюється за допомогою спеціалізованих клітин - суперечка. Вони утворюються в органах безстатевого розмноження - спорангіях в результаті мітотичного поділу. Суперечки при своєму проростанні відтворює нову особину, подібну до материнської, за винятком спор насіннєвих рослин, у яких спору втратила функцію розмноження і розселення.
Безстатеве розмноження здійснюється без участі статевих клітин, за допомогою спор, які формуються в спеціалізованих органах - спорангіях або зооспорангиях. Усередині спорангия відбувається редукційний розподіл і назовні висипаються одноклітинні суперечки, або зооспори (з джгутиками). Більшість нижчих рослин розмножується спорами (водорості), з вищих спорових - моховидні, плауновидні, хвощевідниє, папоротніковідние.
Розмноження рослин за допомогою вегетативних органів (частиною втечі, листом, коренем) або поділом одноклітинних водоростей навпіл і т.д. називається вегетативним. Воно широко використовується в сільському господарстві, особливо при розмноженні сортового матеріалу, де необхідно зберегти материнські ознаки сорту. Так, багато культур добре розмножуються за допомогою здерев'янілих і зелених живців (обліпиха, лимонник, актинідія, чорна смородина та ін.), Інші плодові (яблуня, груша, черешня, абрикос і ін.) - щепленням сортових живців в крону дикорослих сіянців. Цибулинні рослини розмножують цибулинами (тюльпани, гіацинти, гладіолуси та ін.); багато багаторічні трав'янисті рослини розводять кореневищами (конвалія, купина, люпин багаторічний, спаржа та ін.), корнеклубни (жоржини, топінамбур і ін.). Деякі рослини розмножуються за допомогою поросли (аронія чорноплідна, обліпиха крушиновидная, малина звичайна та ін.) Або відводками (суниця садова, агрус і ін.).
Статеве розмноження здійснюється спеціальними статевими клітинами - гаметамі. Гамети утворюються в результаті мейозу, вони бувають чоловічі і жіночі. В результаті їх злиття утворюється зигота, з якої в подальшому розвивається новий організм. Рослини розрізняються типами гамет. У деяких одноклітинних організм в певний період функціонує як гамета. Різностатеві організми (гамети) зливаються. Такий статевий процес називається хологамия. Якщо чоловічі і жіночі гамети морфологічно подібні, рухливі, це ізогамети, а статевий процес називається ізогамії. Якщо жіноча гамета декілька більше і менш рухлива, ніж чоловіча, то це гетерогамети, а статевий процес називається гетерогамії. Більш досконала в еволюційному плані оогамия, при якій жіночі гамети досить великі і нерухомі, а чоловічі - дрібні і рухливі. Жіноча гамета називається яйцеклітиною, а гаметангиев, в якому утворюється яйцеклітина, у нижчих рослин (водоростей) називається Оогонії, а у вищих - архегонії. Чоловічі гамети - сперматозоїди - мають джгутиками.
У більшості насінних рослин чоловічі гамети втратили джгутики і називаються спермиями. Гаметангиев, в яких утворюються сперматозоїди, іменуються антерідіямі.
Більшість рослин володіють усіма способами розмноження, проте для багатьох водоростей, вищих спорових і насінних рослин характерне чергування безстатевого і статевого типу размножений. На бесполом поколінні в спорофите, або діплобіонте, в результаті дозрівання суперечка, а потім редукційного поділу утворюються спори, а на статевому поколінні - гаметофите - жіночі і чоловічі гамети, які при злитті утворюють зиготу. З неї знову виросте спорофит, тобто чергування поколінь відбувається зі зміною ядерних фаз.
Чергування фаз розвитку. Встановлено чергування фаз розвитку у різних систематичних груп рослин. Вдалося з'ясувати загальну закономірність: спорофит краще розвивається і стає самостійним; гаметофази, навпаки, все більше редукується і повністю втрачає свою самостійність і залежить від спорофіта (голонасінні і покритонасінні рослини). В еволюції статевого розмноження редукція гаметофіту мала прогресивне значення, що призвело до утворення нових зачатків розмноження і поширення - насіння і плодів.
Найбільш примітивний цикл розвитку у мохів. Тільки у них серед вищих рослин можна бачити добре розвинений самостійний гаметофит.
У плаунів, хвощів, папоротей по тривалості життя переважає спорофіт, а гаметофіт представлений слоєвіщем (заростком).
У перерахованих рослин статевий процес і гаметофази служать для відтворення спорофази, а спорофази, хоч і недовго, але все ж залежна від гаметофази.
Велика пристосованість до умов наземного існування пов'язана з життєвим циклом голонасінних і покритонасінних рослин. Специфіка життєвого циклу голонасінних рослин виражена в будові семязачатка і перетворенні його в насіння. Мегаспора цих рослин повністю втратила функцію зачатка розмноження і поширення. Чоловік гаметофит (пилок) в умовах відсутності водного середовища набуває нового значення: за допомогою пилкової трубки доставляє гамети до яйцеклітини. Чоловічі гамети - спермії - нерухомі. Таким чином, зміна поколінь спорофіта і гаметофіта уголонасінних рослин істотно відрізняється від попередніх груп рослин, так як статеве покоління - чоловічий гаметофіт (пилкові зерно) і жіночий гаметофіт (первинний ендосперм) - в значно редуцированном стані укладено в тканинах спорофіта і повністю залежать від нього .
Життєвий цикл у покритонасінних рослин істотно відрізняється від життєвого циклу попередніх груп рослин. Жіночий гаметофіт покритонасінних сильніше скорочений, ніж гаметофит голонасінних. Це зародковий мішок. Архегонии відсутні. Запліднення подвійне (один спермій запліднює яйцеклітину, другий - вторинне ядро зародкового мішка). Ендосперм тріплоідний.
Таким чином, у покритонасінних рослин хоча і відбувається зміна поколінь - спорофіта і гаметофіта, проте чоловічий і жіночий гаметофити скорочені ще більше - до декількох клітин, що знаходяться в тканинах квітки спорофита. Спорофит ж - звичайні, добре знайомі нам дерева, чагарники і трави.